5.8_生活中的圆周运动

第七节生活中的圆周运动,学习目标定位1复习上节课所学过的火车转弯2了解圆周运动在汽车过桥中的应用3会在具体问题中分析向心力的来源4掌握处理圆周运动综合题目的基本方法,复习,火车转弯,在火车转弯处，让外轨高于内轨，如图所示，若行驶速度合适，转弯时所需的向心力可仅由重力和支持力的合力提供,（设车轨间距为L，两轨高度差为h）,当火车行驶速率vv0时，火车对内外轨均无侧向压力当火车行驶速率vv0时，外轨道对轮缘有侧向压力当火车行驶速率vv0时，内轨道对轮缘有侧向压力,拱型桥问题分析,a.平面桥,G=mg,FN,v,汽车做匀速运动得：FN=mg,小车经过两种不同形式的桥,b.凸形桥,c.凹形桥,FN,b.凸形桥：,R,G=mg,V增大FN减小,V,FN=0,当,当时，汽车做平抛运动。,FN,R,G=mg,V,由牛顿第二定律得：mg-FN=ma所以FN=mg-mamg,物体具有竖直向下的加速度，此刻处于失重状态。,由牛顿第三定律得：物体对拱桥的压力F压mg,失重,c.凹形桥：,V增大FN增大,G=mg,FN,R,V,汽车过凹形桥速度太快会导致爆胎,由牛顿第二定律得：FN-mg=ma所以FN=mg+mamg,物体具有竖直向上的加速度，此刻处于超重状态。,由牛顿第三定律得：物体对拱桥的压力F压mg,G=mg,FN,R,V,超重,上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动，我们仍使用了匀速圆周运动的公式，原因是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。,（2011河北学考题）如图所示，质量m2.0104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为20m如果桥面承受的压力不得超过3.0105N，则：(1)汽车允许的最大速度是多少？(2)若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(g取10m/s2),【答案】(1)10m/s(2)105N,（2009安徽学考模拟题）飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看成一段圆弧，如图所示，飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径为r180m的圆周运动，如果飞行员质量m70kg，飞机经过最低点P时的速度v360km/h，则这时飞行员对座椅的压力是多少？(g取10m/s2),答案：4589N,一辆质量2.0的小轿车，驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10ms2求：（1）若桥面为凹形，汽车以20ms的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大?（2）若桥面为凸形，汽车以10ms的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大?（3）汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力?,解：（1）由向心力公式有：,解得桥面的支持力大小为:根据牛顿第三定律，汽车对桥面最低点的压力大小是2.98104N,（2）由向心力公式有:,解得桥面的支持力大小为根据牛顿第三定律，汽车在桥的顶点时对桥面压力的大小为l.78104N,(3)重力G=是汽车驶过桥顶点时的向心力，即F向=mg。由向心力公式有解得：汽车以30ms的速度通过桥面顶点时，对桥面刚好没有压力,汽车过桥问题：分析步骤：确定研究对象；找出轨迹以及半径；分析汽车